Изобретение относится к технике приллирования расплавов в грануляционных башнях, в частности к вибрационным приллерам, и может быть использовано в химической промышленности в производстве приллированной аммиачной селитры, мочевины, сложных удобрений.

Известен вращающийся виброприллер расплавов, включающий корпус с патрубком для подачи расплава, цилиндрическую камеру с чашеобразным перфорированным днищем, имеющем отверстия для вытекания расплава, расположенные на разной высоте и на разных расстояниях от оси вращения камеры так, что оси отверстий направлены в разные стороны под различными углами к горизонту, которые смонтированы с возможностью вращения от привода на полом валу, установленном в подшипниковом узле, источник вибраций для принудительного дробления струй расплава на капли, включая вибратор и шток с диском-излучателем на конце и распределитель расплава, при этом перфорированное чашеобразное днище имеет на периферии выполненный вместе с ним низкочастотный фильтр вибраций в виде одного или нескольких кольцевых гофр, собственная частота колебаний которого меньше рабочей частоты источника вибраций, и который расположен между цилиндрической камерой и чашеобразным днищем [UA N° 46121 , B01J 2/02, ВО 1J 2/18, С05В 19/00 С05С 7/00 C05G 5/00, 2002].

Указанный вращающийся виброприллер имеет следующие недостатки:

- «проскальзывание» расплава при большой угловой скорости вращения через гладкие поверхности перфорированного днища и, как следствие, малую производительность приллера и неэффективность применения в грануляционных башнях диаметром более 12 м, не имеющих кипящего слоя;

- высокую температуру прилл, необходимость дополнительных энергозатрат на охлаждение готовой продукции;

- невозможность получения узкого диапазона диаметра прилл.

В основу изобретения поставлена задача создать такую конструкцию вращающегося вибрационного приллера расплавов, которая позволяла бы получать равномерные по форме и размеру приллы путем принудительного разделения струи расплавленного продукта на равномерные капли за счет наложения вибрации, а также интенсифицировать процесс охлаждения прилл путем повышения эффективности теплообмена за счет равномерного распределения капель расплавленного продукта по всему объему грануляционной башни, что позволяет повысить производительность грануляционной башни и понизить удельные энергозатраты на получение продукта за счет исключения дополнительных затрат на увеличение расхода охлаждающего воздуха.

Поставленную задачу решают тем, что во вращающемся вибрационном приллере расплава, содержащем входное устройство для подачи расплава, полый вал, смонтированный в подшипниковом узле, источник вибрации, перфорированную корзину, согласно изобретению, внутри вала размещен излучатель, на валу смонтирован вращающийся направляющий аппарат, соединенный с входным устройством для подачи расплава, внутренняя часть направляющего аппарата снабжена наклонными лопатками, а на наружной поверхности направляющего аппарата смонтированы прямые лопатки, к направляющему аппарату присоединена перфорированная корзина с отверстиями истечения разного диаметра, расположенными по всей высоте на её боковой поверхности под различными углами наклона оси отверстия относительно плоскости поперечного сечения перфорированной корзины, причем перфорированная корзина соединена с вибратором.

Перфорированная корзина может иметь форму цилиндра, или усеченного конуса, или параболоида, или срезанного параболоида, или чашеобразную, или цилиндрически-сферическую, или цилиндрически-коническую, или цилиндрически- параболоидную, или цилиндрически-ступенчатую, или конусно-ступенчатую.

Перфорированная корзина может быть изготовлена из углеродистой стали, или из нержавеющей стали, или из сплавов алюминия или титана и других конструкционных материалов с возможностью применения защитного покрытия.

Профиль поперечного сечения перфорированной корзины представляет собой спрофилированную гофрированную поверхность, в которой чередуются по окружности выступы и впадины сложной формы.

Основообразующая геометрическая форма стенки перфорированной корзины может быть сферой, или треугольником с округленной вершиной, или параболой, или овалом, или треугольником, или трапецией, или прямоугольником.

Полый вал выполнен с возможностью регулирования его скорости вращения с помощью изменения частоты вращения привода.

Направляющий аппарат позволяет равномерно заполнить расплавом рабочий объем перфорированной корзины.

Наклонные лопатки направляющего аппарата увеличивают угловую скорость потока расплава.

Лопатки, смонтированные на внешней поверхности направляющего аппарата, препятствуют «проскальзыванию» расплава относительно внутренней поверхности перфорированной корзины и обеспечивают вращение расплава с угловой скоростью равной угловой скорости вращения перфорированной корзины.

Смещение отверстий поперечного сечения стенки перфорированной корзины в каждом последующем ряду на определенный угол относительно предыдущего ряда способствует распределению капель по разным траекториям во избежание их столкновения в полете, а также для равномерного заполнения объема грануляционной башни с целью повышения эффективности процесса теплообмена.

Наложение вибрации на струю позволяет получить равномерные капли.

Предоставление потоку расплава начальной угловой скорости с помощью входящего и направляющего аппарата, а также передача вращательного движения лопатками позволяет снизить частоту вращения перфорированной корзины по сравнению с прототипом. В свою очередь, это позволяет уменьшить угловую скорость потока в перфорированной корзине и предотвратить «проскальзывание» расплава относительно стенок перфорированной корзины, способствует более равномерному истечению струй через отверстия, и в результате снижает количество «спутников» (не товарной мелкой фракции) гранул при сохранении необходимой формы.

Спрофилированная форма гофрированной поверхности перфорированной корзины, изменение угла осей отверстий истечения в каждом следующем ряду позволяет равномерно распределить капли по объему грануляционной башни с целью повышения эффективности процесса теплообмена, а также снизить вероятность столкновения капель в полете.

Профиль поперечного сечения перфорированной корзины, представляющий собой спрофилированную гофрированную поверхность (набор чередующихся по кругу набор выступов и впадин), позволяет располагать оси отверстий под разными углами к направлению течения расплава. За счет этого снижается вероятность столкновения гранул в полете, их последующего слияния, обеспечивается одномерное заполнения объема грануляционной башни, повышается эффективность процесса теплообмена.

Нет необходимости в дополнительном расходе воздуха для охлаждения готовой продукции, что способствует уменьшению удельных энергозатрат на производство продукции. Способ создает равномерное распределение гранул по всему объему грануляционной башни и получение равномерных моноразмерных гранул заданной расчётной величины (например: общее количество гранул, средний размер которых находится в пределах +/-0,2 мм от заданного диаметра, составляет 85-95% от всего количества гранул), без интенсивного пылеобразования, длительный пробег вращающегося вибрационного приллера без забивок отверстий перфорированной корзины.

Повышается производительность на 10-20% при таких же массогабаритных характеристиках вращающегося вибрационного приллера.

Простота в обслуживании и конструкции вращающегося вибрационного приллера.

Изобретение иллюстрируется рисунками.

На Фиг.1 изображен продольный разрез вращающегося вибрационного приллера расплава;

на Фиг.2 - форма перфорированной корзины;

на Фиг.З - продольный разрез стенки перфорированной корзины;

на Фиг.4 - основообразующая геометрическая форма стенки перфорированной корзины;

на Фиг.5 - поперечное сечение стенки перфорированной корзины;

на Фиг.6 - поперечное сечение перфорированной корзины.

Вращающийся вибрационный приллер расплава (Фиг. 1) содержит опорную плиту 1 с входным устройством 2, полый вал 4, смонтированный в узле подшипников 3. Внутри вала 4 расположен излучатель 5. Вал 4 выполнен с возможностью регулирования его скорости вращения с помощью привода 6.

На валу 4 смонтирован вращающийся направляющий аппарат 7, в который через входное устройство 2 подается расплав. Внутренняя часть направляющего аппарата 7 снабжена наклонными лопатками 8, предназначенными для придания потоку расплава угловой скорости.

К вращающемуся направляющему аппарату 7 присоединена перфорированная корзина 9. На наружной поверхности направляющего аппарата 7 смонтированы лопатки 10 для предотвращения «проскальзывание» расплава относительно внутренней поверхности перфорированной корзины 9 и обеспечения вращения расплава с угловой скоростью перфорированной корзины 9.

В зависимости от конкретных условий производства перфорированная корзина 9 может быть изготовлена в форме (Фиг. 2): цилиндра (а), срезанного конуса (б), параболоида (в), срезанного параболоида (г), чашеобразной (д), цилиндрически- сферической (е), цилиндрически-конической (ж), цилиндрически-параболоидной (с), цилиндрически-ступенчатой (и), конусно-ступенчатой (к).

Перфорированная корзина 9 может быть изготовлена из углеродистой стали, или нержавеющей стали, или сплавов алюминия или титана и других конструкционных материалов, с возможностью применения защитного покрытия.

Вращающийся вибрационный приллер расплава укомплектован набором перфорированных корзин 9 с отверстиями 1 1 истечения разного диаметра. Отверстия 1 1 истечения могут быть выполнены с применением внутреннего или внешнего зенкерования кромок. Отверстия 1 1 истечения расположены по всей высоте на боковой поверхности перфорированной корзины 9 под разными углами γ наклона оси отверстия относительно плоскости поперечного сечения перфорированной корзины 9 (Фиг. 3).

Профиль поперечного сечения перфорированной корзины 9 представляет собой спрофилированную гофрированную поверхность, в которой чередуются по окружности выступы и впадины сложной формы.

Форму поперечного сечения стенки перфорированной корзины 9 выбирают в зависимости от условий производства. Основообразующая геометрическая форма стенки может быть представлена следующими фигурами (Фиг. 4): сфера (а), треугольник с округленной вершиной (б), парабола (в), овал (г), треугольник (д), трапеция (е), прямоугольник (ж).

Поперечное сечение стенки перфорированной корзины 9 для одной из форм стенки показано на Фиг.5.

На каждой гофре для первого (верхнего) ряда отверстий задан начальный угол а положения осей отверстий 1 1 истечения. В каждом следующем ряду отверстия смещены на определенный угол β относительно предыдущего ряда. Размер первоначального углового положения а, зона углового размещения δ и величина углового смещения β отверстий в следующих рядах определены расчетным путем.

Для получения равномерных капель на струю наложена вибрация. Для этого установлен вибратор 12 (Фиг.1) для генерирования колебаний в широком диапазоне частот. Частота и амплитуда вибрации является расчетной величиной для каждого конкретного режима эксплуатации. Вибратор 12 через излучатель 5 соединен с перфорированной корзиной 9 для передачи вибрации.

Вращающийся вибрационный приллер расплава работает следующим образом. б

Расплав приллируемого вещества отправляют во входное устройство 2, установленное на плите 1 , где расплаву задают начальную угловую скорость потока. Затем рабочее вещество направляют через вращающийся направляющий аппарат 7, оснащенный внутренними наклонными лопатками 8, в полость перфорированной корзины 9. Привод 6 вращают с помощью направляющего аппарата 7, дополнительно оснащенного внешними лопатками 10, а также закрепленной на нем перфорированной корзины 9 с расчетной частотой вращения. При вращении лопатки 10 передают вращательное движение расплаву, находящемуся в полости перфорированной корзины 9, с такой же угловой скоростью. Под действием центробежной силы перед отверстиями 1 1 истечения создается давление, в результате которого расплав вытекает из всех отверстий 1 1 истечения в виде струй. При этом в пристенной области перфорированной корзины 9 образуется ламинарная зона течения, позволяющая получить струи расплава равного диаметра. Под действием вибраций, генерируемых вибратором 12, струи распадаются на капли одинакового размера. Падая с высоты граналяционной башни, под разными траекториями и охлаждаясь в потоке восходящего воздуха, подаваемого в башню снизу, капли кристаллизуются, превращаясь в гранулы.